Adaptives und KI-gestütztes Resilienz- und Security-Framework für Tunnelleitzentralen
Verkehrs-, Betriebs- und Tunnelleitzentralen gehören im Netz der Bundesautobahnen sowie teilweise in kommunalen Bereichen zur kritischen Infrastruktur (KRITIS). Sollten diese Zentralen ausfallen, würde dies beträchtliche Auswirkungen mit erheblichen Sicherheitsrisiken für den Straßenverkehr nach sich ziehen. Eine wesentliche Gefahr ist, dass die Kommunikationsinfrastruktur solcher Zentralen lahmgelegt werden könnte. Bis heute wird ein solches Ereignis jedoch als unwahrscheinlich eingestuft, da die Relevanz als Anschlagsziel als zu gering und der Aufwand zur Durchführung als zu hoch eingeschätzt wurde. Aktuelle internationale und sicherheitspolitische Entwicklungen der letzten Jahre zeigen jedoch, dass zukünftig auch in Deutschland Angriffe auf jegliche KRITIS-Bestandteile zu erwarten sind. Umso wichtiger ist es, jetzt technische Lösungen zu erforschen, die Schutz vor solchen Attacken bieten. Vielversprechend hierfür sind beispielsweise auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierende Systeme, die Angriffe automatisiert erkennen.
Im Projekt „Adaptives und KI-gestütztes Resilienz- und Security-Framework für Tunnelleitzentralen“ (AKITA) werden organisatorische und technische Maßnahmen sowie eine resiliente Systemarchitektur entwickelt. Das Framework soll Betreiber von Tunnelleitzentralen zukünftig dabei unterstützen, Angriffe zu identifizieren und abzuwehren. KRITIS-Betreiber sollen durch die neue Lösung befähigt werden, im Störfall gezielt Gegenmaßnahmen einleiten zu können, um die Funktionsfähigkeit der Tunnelleitzentrale aufrecht zu erhalten. Hierzu erarbeiten die Forschenden im Rahmen des Projekts unterschiedliche Maßnahmenpakete. Zum präventiven Schutz wird eine resiliente Systemarchitektur für Kommunikationssysteme von Tunnelleitzentralen entwickelt, die zukünftig das Gesamtsystem besser vor Angriffen schützen soll. Während des Betriebs soll zudem der Netzverkehr durch KI-gestützte Angriffserkennungssysteme überwacht werden. In Ergänzung dazu entwickelt das Projektteam ein Managementkonzept, um die Resilienz zusätzlich zu steigern. Es berücksichtigt neueste technische Entwicklungen und umfasst entsprechende organisatorische Ansatzpunkte. Anhand eines digitalen Zwillings als digitales Abbild der Kommunikationsinfrastruktur der Tunnelleitzentrale werden die Forschenden die Maßnahmen anwenden und evaluieren.
Die Projektergebnisse versprechen einen besseren Schutz von Tunnelleitzentralen und können somit die Verfügbarkeit der Verkehrsinfrastruktur erhöhen. Besonders innovativ ist, dass die Forschenden einen digitalen Zwilling einsetzen, um ein KI-System zu trainieren. Dies ermöglicht die Generierung von umfangreichen Trainingsdaten, deren Gewinnung im Realsystem mit einem sehr hohen Aufwand verbunden wäre. Im Projekt werden zudem nicht nur neuartige technische Lösungen entwickelt, sondern auch Handreichungen und Leitfäden, um das erworbene Wissen in Deutschland und Europa bekannt zu machen. All diese Entwicklungen dienen einer umfassenden Absicherung kritischer Verkehrsinfrastruktur und stärken die technologische Souveränität.